3D-teknologialla valmistettu kosmetiikka alaraajaprotetiikassa: tapauskohtainen prosessikuvaus

Abstract

Idea opinnäyteyön aiheeseen saatiin oman kiinnostuksemme ja Metropolia Ammattikorkeakoulun apuvälinetekniikan tutkinto-ohjelman esittämän tarpeen kautta. Opinnäytetyöprosessilla haluttiin syventää osaamista 3D-teknologian hyödyntämismahdollisuuksista apuvälinetekniikan alalla, sekä kehittää uusia ratkaisuja alaraajaproteesin kosmetiikan valmistamiseen 3D-teknologiaa hyödyntäen. Aiheesta ei ole tarpeeksi aiempaa tutkimustietoa. Muita taustatekijöitä olivat opintojen aikana tavatut kokemusasiantuntijat, jotka esittivät tarpeen yksilölliselle alaraajaproteesin kosmetiikalle, sekä alalla lisääntynyt kysyntä 3D-teknologian ratkaisuille. Opinnäytetyön kohderyhmänä oli alan opiskelijat ja ammattilaiset.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli valmistaa alaraajaproteesin kosmetiikka kahdella eri valmistusmenetelmällä. Opinnäytetyön tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa 3D-teknologian hyödyntämismahdollisuuksista apuvälinealalla. Opinnäytetyössä pyrittiin vastaamaan kysymykseen ”miten 3D-teknologiaa hyödyntämällä voidaan valmistaa yksilöllinen kosmetiikka alaraajaproteesiin?”

Kosmetiikan valmistamiseen hyödynnettiin Rodin 4D mallinnusohjelmia sekä Metropolia Ammattikorkeakoulun Myllypuron kampuksen 3D-tulostuslaboratoriosta löytyviä 3D-tulostimia. Opinnäytetyöprosessin aikana tehtiin myös neljä opetusvideota mallinnusprosesseista, jotka luovutettiin Metropolia Ammattikorkeakoulun apuvälinetekniikan tutkinto-ohjelman käyttöön. Opinnäytetyöprosessi eteni teoriaosuuden koostamisen kautta mallintamis- ja tulostusprosessien harjoittelemiseen, sekä prototypointiin.

Opinnäytetyöprosessin tuloksena valmistettiin neljä tunnin pituista opetusvideota kahden erilaisen 3D-tulostetun kosmetiikan mallintamisesta ja niiden prototyypit. Tervettä alaraajaa jäljittelevän kosmetiikan prototyyppi oli liian painava ja epäkäytännöllinen, mutta opetusvideon avulla prosessi on toistettavissa ja sitä voidaan kehittää. Tämän opinnäytetyön tulosten perusteella katepaneelien prototyyppien mallintaminen ja tulostaminen oli parempi ratkaisu ja helpommin toteutettavissa kohderyhmä huomioon ottaen.

Opinnäytetyön tuloksia voidaan hyödyntää jatkotutkimuksissa, joiden tarkoituksena tulisi olla 3D-tulostettujen apuvälineiden valmistamista koskevan lainsäädännön kehittyminen, sekä 3D-teknologiaa hyödyntävien työprosessien lisääntyminen alalla. Opinnäytetyön johtopäätöksenä oli, että alaraajaproteesin kosmetiikan yksilöllisyyden paremmin huomioon ottava valmistustapa tarjoaisi uusi mahdollisuuksia sekä asiakkaille että alan ammattilaisille.

The idea for the thesis came from our own interest and the need expressed by the Metropolia University of Applied Sciences' degree programme in Prosthetics and Orthotics. We wanted to deepen our knowledge about the possibilities of using 3D technology in the field of prosthetics and orthotics, and to develop new solutions for manufacturing cosmetics for lower limb prostheses. There is a lack of previous research on this topic. Other background factors were the clients met during the studies, who expressed the need for personalised lower limb prosthetic cosmetics, and the increasing demand for 3D technology solutions in the field. The target group of the thesis was students and professionals in the field.

The purpose of this thesis was to produce cosmetics for lower limb prosthesis using two different manufacturing methods. The aim of the thesis was to provide new knowledge about the potential of 3D technology in the prosthetics and orthotics field. The thesis aimed to answer the question "how can 3D technology be used to produce a personalised cosmetic for a lower limb prosthesis?"

The modelling softwares and 3D printers from the 3D printing laboratory at Metropolia University of Applied Sciences were used to produce the cosmetics. Four educational videos of the modelling processes were also made, which were handed over to the Metropolia University of Applied Sciences. The thesis proceeded from the compilation of the theoretical part to the training of the modelling and printing processes, as well as prototyping.

The thesis resulted in the production of four one-hour instructional videos on modelling different 3D printed cosmetics and their prototypes. The prototype of the cosmetics that mimicked a healthy lower limb was too heavy and impractical, but the instructional video allows the process to be replicated and improved. Based on the results of this thesis, modelling and printing the prototypes of the cover panels was a better solution and easier to implement given the target audience.

The results can be used in further research, which should be aimed at the development of legislation on the manufacturing of 3D-printed devices, as well as the increase of work processes using 3D technology in the field. The conclusion was that a manufacturing process that takes better account of the individuality of prostheses cosmetics would offer new opportunities for both customers and professionals.